二期给水控制系统
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1 绪论本设计介绍了一套采用PLC和变频器进行压力调解多台水泵变频控制方案。
控制系统通过PLC调节变频器的输出,自动控制给水泵投入的台数和电机的转速,实现闭环自动调解恒压供水。
运行结果表明,该系统具有压力稳定、操作简便、节约能源以及可靠性强等特点。
采用变频器和可编程控制器等现代控制设备和技术实现恒定水压供水,是供水领域技术革新的必然趋势,以往采用的水塔供水既不卫生又不经济,更重要的是浪费了大量的能源,本文介绍的变频调速恒压供水系统以其有效的实用性,彻底解决了上述问题,是一项颇有实用价值的调速系统,为已有的供水系统技术改造提供了切实可行的途径。
PLC自问世以来,发展异常迅猛。
时至今日已拥有门类齐全的各种功能模块和强大的网络通讯能力,其应用范围可以覆盖现代工业的各个领域,满足各类受控对象的不同控制要求。
变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术,它以其独特的控制性被广泛应用在速度控制领域。
将PLC与变频器结合可大大优化传统的供水系统。
传统的供水系统,大体有两种:一种是采用高位水箱,另一种是采用恒速泵打水。
前者造价较高,投资成本大。
后者使泵满负荷运转,无法调节水量,因此浪费电能。
以上两种方式还有着共同缺点,就是管道中水压不稳,时高时低。
如今,供水系统已越来越多地采用变频恒压供水。
例如,某化工厂的废水处理采用循环系统,将生产车间的废水收集至废水池,经一系列物理、化学处理后,回送至车间使用。
该控制系统主要由两部分组成,即水处理系统和自动恒压供水系统。
自动恒压供水系统可根据生产车间瞬时变化的用水量,以及与其对应的压力两种参数,通过PLC和变频器自动调节水泵的转数及台数,来改变水泵出口的压力和流量,使车间的用水压力保持恒定值。
针对以往供水系统的弊端,本课题采用恒压供水控制方案,即供水管道的压力始终恒定。
具体的做法是通过安装在供水管道里的压力传感器所获得的模拟信号(4~200A)传至PLC,经CPU运算处理后与设定的信号进行比较,得出最佳的运行工况参数,由系统的输出模块输出逻辑控制令和变频器的频率设定值,控制泵站投水泵的台数及变量泵的运行工况,并实现对每台水泵根据CPU 指令实施软启动、软切换及变频运行。
给水变频控制系统安装调试施工工法一、前言给水变频控制系统是城市给水系统中重要的控制设备,主要用于调节水泵的运行速度,保证水压稳定、节约能源等。
安装、调试的好坏直接关系到系统的稳定性及运行效率。
本文将从安装调试的施工工法、注意事项等方面进行探讨。
二、安装前的准备工作1.安装前应对给水变频控制系统进行检查,确认所有设备齐全、安装位置符合要求。
2.检查电源是否满足系统的工作要求,同时确认所有电线安装是否符合电气安全标准。
3.根据给水变频控制系统的大小、重量和安装位置等因素确定好安装方案,并将其在相关图纸上详细标注。
4.将给水变频控制系统的各个部件拆卸开来,将其按照相关物品清单进行分类,并编号寄存备用。
三、安装工艺流程1.根据安装方案,确定好给水变频控制系统的安装位置,并用荧光笔在相应的设备上进行标记。
2.根据给水变频控制系统的尺寸对相应的设备进行坐标测量,并将其准确地标注在相应的图纸上。
3.根据测量结果和标注进行设备的预留孔开打,确保设备的稳固和牢固。
4.对已经安装完成的设备进行仔细检查,确保设备的焊接、固定等以及电线的连接是否符合相关规定和标准。
5.进行调试前的准备工作,如连接伺服电源、控制电源,并在电源接通后进行预热,预热时间不少于30分钟。
6.进行系统的调试工作,对调节和控制参数进行正确设置,调节特性测试,确认系统能正常工作。
7.对系统的操作性能进行测试,检验系统运行是否稳定,性能是否高效,确保系统的一次性调试成功。
四、安装过程中需要注意的问题1.在进行设备安装过程中,必须严格按照标准施工,确保设备的安装质量和稳定性。
2.在进行电线连接的时候,一定要遵循电气安全规定和标准,确保电线连接的安全和稳定。
3.对于设备的精度和清洁度要求,必须进行精心处理,确保设备的使用寿命和工作效率。
4.在进行设备调试和测试时,必须按照标准流程和测试方法进行操作,确保测试结果的准确性和可靠性。
五、给水变频控制系统的安装工作是一个极其重要的过程,它关系到该系统的长期使用,也关系到用水质量和城市供水的正常运转等方面。
给水全程控制系统(一)概述太原第一热电厂五期锅炉为低倍率循环锅炉。
在低倍率循环锅炉中,由于再循环泵的容积流量与锅炉的负荷无关,因此在低负荷下,水冷壁中仍有较高的工质流速,这可有效地防止工质在水冷壁发生停滞和倒流的现象,但是在运行中必须防止工质在再循环泵汽化。
为了防止在再循环泵的汽化,运行中必须保持分离器内有一定的水位。
当分离器内的压力降低时,再循环泵入口压力降低,会造成工质在再循环泵入口发生汽化。
另外,当给水量减小时,循环流量增加,这样使得再循环泵入口温度有所增加,必将导致再循环泵入口的工质汽化。
而锅炉分离器水位过高,会影响分离器水位内汽水分离装置的正常工作,造成出口蒸汽中水分过多,结果使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏,同时还会使过热汽温产生急剧变化,直接影响机组运行的经济性和安全性;分离器水位过低,则可能使锅炉水循环工况破坏,造成水冷壁供水不足而烧坏。
因此,在运行中,分离器应维持正常水位,给水热力系统见图2-38。
汽水分离器水位自动有如下作用。
(1)在启动和负荷低于35%时,用旁路给水阀R1C02控制汽水分离器水位;用给水泵来控制泵出口压力与要求值相等,保证泵工作在安全特性区内。
(2)负荷大于35%时,用给水泵勺管控制汽水分离器水位。
(3)在启动停止过程中或在事故情况下,用WR阀(高压放水阀)和ZR阀(低压放水阀)来维持汽水分离器的正常水位。
(二)控制系统分析1.启动及负荷小于35%的阶段启动及负荷小于35%的阶段主要依靠启动时最小流量控制R1C02和给水压力控制R1C03两系统共同实现。
(1)启动时最小流量控制RlC02。
1)控制任务。
a.在锅炉进水时,保证以250t/h左右的连续给水量向锅炉注水。
b.在锅炉启动的第一阶段,保证以50t/h左右的连续给水量向锅炉注水。
c.保持分离器水位到负荷小于35%阶段。
2)控制原理见图2-39。
锅炉刚上水时,定值模块A010×647设定为250t/h,此时锅炉未点火,故饱和蒸汽流量T10AC102为零。
科技学院课程设计报告( 2012 -- 2013 年度第一学期)名称:过程控制课程设计题目:给水控制系统院系:自动化设计周数:1周姓名学号分工成绩成员日期:年月日一、课程设计的目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写,培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识,完成工程师基本技能训练。
二、设计正文1、对象特性分析:汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,维持汽包水位在规定的范围内。
汽包水位是锅炉运行中一个重要的监控参数,它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系,维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。
汽包水位过高,会影响汽包内汽水分离装置的正常工作,造成出口蒸汽水分过多而使过热器管壁结垢,容易烧坏过热器。
汽包出口蒸汽中水分过多,也会使过热汽温产生急剧变化,直接影响机组运行的安全性和经济性。
汽包水位过低,则可能破坏锅炉水循环,造成水冷壁管烧坏而破裂。
汽包水位控制的任务就是使给水流量适应锅炉蒸发量,以维持汽包水位在允许范围内。
汽包水位被控对象的扰动有四个来源:一是给水方面的扰动,二是蒸汽负荷的扰动,三是燃料量的变化,四是汽包压力的的变化。
1)给水量扰动下水位变化的动态特性:给水量扰动是来自控制侧的扰动,由称内扰。
给水量刚刚加入时,由于给水的过冷度影响,水位H变化慢,经过一段时间之后其变化速度才逐渐增加,最后变为按一定速度直线上升,这时就是物质不平衡在起主要作用了,如果给水量和蒸汽量不能平衡,水位将不能稳定。
2)蒸汽量扰动下水位变化的动态特性:蒸汽量主要来自汽轮机发电机组的负荷变化,属于外部扰动。
当负荷增加时,虽然汽包的进水量小于蒸发量,但在一开始水位不仅不下降,反而迅速上升,这种现象称为虚假水位,这时由于符合增加是水面下气泡的容积增加得很快。
汽包水位控制讲义一、概述作为火电厂重要的监控参数之一,汽包水位的调整对生产运行有着重要的意义。
随着机组容量的增加,单位蒸发量对应的汽包容积越来越小,影响水位波动的因素越来越多,对于大型发电机组来说,如果不能及时的调整汽包水位,在很短时间内就会造成汽包满水或缺水事故的发生。
而在运行变工况的情况下,如启动初期、并网带负荷、负荷大范围波动、RB等情况下,汽包水位都会产生波动,因此应视运行情况及时调整汽包水位以确保机组安全。
二、水位测点设臵我公司二期300MW机组锅炉采用武锅生产的亚临界参数、中间再热自然循环汽包炉。
汽包内径为1743mm,筒身直段长20m,材料为13MNNIMO54,筒体壁厚145mm,汽包内部采用环形夹层结构,设臵116个旋流式分离器,直径为292mm,分两排布臵。
汽包正常水位在汽包中心线,允许波动±50mm。
汽包装有就地双色水位表、平衡容器式水位计,还装有酸洗、充氮、热工保护、加药、连排、紧急放水、炉水取样、放气、安全阀等装臵。
汽包水位测点的设臵包括:1、就地水位计在汽包左右两侧分别装设一台双色水位计。
通过监视器远传到控制室。
工作原理采用连通管原理,即在液体密度相同的条件下,连通管中各个支管的液位均处于同一高度。
就地水位计一般安装如图1所示。
对就地水位计来说,汽包内的水温是对应压力下的饱和温度,饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计,水位计的环境温度远低于蒸汽温度,使蒸汽不断凝结成水,并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。
从水和蒸汽的特性表可看出:在常温常压下,汽包和水位计中的水密度是相等的,因此‘水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的,且与h值无关;随着汽压的升高,汽包中的水密度变小,蒸汽密度变大;而就地水位计因散热的影响,水位计中的水密度也变小,但变化幅度不如汽包内水的大;蒸汽密度虽也有增大,但变化幅度没汽包内的大,即Ps是不应等于Ps'的,随着温度、压力的不断升高,水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大,所以,在B-MCR工况下,就地水位计中水位是低于汽包实际水位。
二次供水泵房电气设备的配置与智能监控摘要:城市市区规模越来越大,小区二次加压泵房数量将会持续增加,供水公司二次加压泵房管理工作将会更加繁重。
二次加压泵房分散在城市的各个小区,大部分泵房无人值守,常规情况下使用人员定时巡视、管理,管理方式比较落后和被动。
新时期智能控制、远程监控手段成为趋势,改变了传统供水设备出现故障后泵房无人发现,只有靠居民拨打投诉电话后再派人去现场处理的局面,实现现代泵房电气设备的智能化管理。
关键词:二次供水;泵房设备;智能现阶段社会发展速度加快,城市化进程速度增加,越来越多高层建筑的出现,增加了供水管理的难度。
居民用水问题是现代社会发展过程中的重要组成部分,因此相关部门、工作人员都需要高度重视二次供水设备的使用,结合现有情况的基础山上以先进技术来保证居民的生活用水,改善用水困难、水资源缺乏的现状。
现阶段为真正意义上的实现高层建筑的二次供水顺利开展,需要合理配置水泵房内的电气设备。
1.二次供水泵房电气设备的配置1.案例某高层建筑小区为满足高层自来水的需要,设置二次供水泵房,泵房内设置三个加压区,分别是:A区,A区水压为低压;B区,中压;C区,水压为高压。
结合本小区实际情况,综合参考用户用水量,在每一个加压区设置4台水泵,分别是1#、2#、3#、4#,其中1~3#是主泵,4#是恒压用辅泵。
根据标准化物业管理的规范和相关要求,对二次供水泵站的电气设备配置进行科学管理,同时利用二次供水泵房远程监控系统速进行实时有效的监督管理。
1.1.二次供水泵电气设备配置模式1.变频电柜控制系统使用西门子PLC收集出水管上压力传感器参数,实现设备的监督、管理,使用对应技术方案,以计算机输出模拟控制量ABB变频器,用以调速控制给水泵的频率,实现出水口出水压力的控制。
同时设置稳压泵、稳压罐,在设备的支持下提高系统限压的数值[1]。
同时在主泵不工作的时候稳压泵还可以持续小流量供水从而降低水资源的浪费现象,实现节能降耗。
胜利发电厂二期2×300MW工程施工组织设计山东电力建设第三工程公司胜利发电厂二期2×300MW工程施工组织总设计山东电力建设第三工程公司胜利发电厂工地二○○一年六月二十日业主及监理工程师审批意见:意见内容:代表签字日期山东电力建设第三工程公司主要编审批人员名单批准:孙德高审核:粘建军胜利电厂项目经理李风华公司副总工程师兼胜利电厂项目副经理薛长军胜利电厂项目副经理李平昌公司副总工程师兼工程部主任张洪松公司副总工程师沈炎公司副总工程师兼安监部主任吴廷森公司技术部主任曲武公司资源管理部主任曹晓公司技术部副主任主要参加编写人员:刘方江李国山隋钦杰林建伟张崇尧李平王爱先杨波仲维全王金田蔡振强刘作侠于乐军吴太平邹晓管恩田编制依据本设计遵循电力工业部《电力建设工程施工技术管理制度》中的《施工组织设计编审制度》及《火力发电工程施工组织设计导则》,并参照下列文件进行编制:1 胜利发电厂二期2×300MW机组批复文件。
2 国家电力公司西北电力设计院《胜利发电厂二期2×300MW厂区总平面图》。
3 胜利发电厂二期工程施工招标文件4 山东电力建设第三工程公司与胜利石油管理局签定的施工合同。
5 施工现场状况。
目录第一章工程概况 (1)第一节工程概述 (1)第二节工程特点 (2)第三节承包范围 (3)第二章主要工程量 (4)第三章施工总平面布置 (13)第一节布置依据及原则 (13)第二节布置概述 (13)第三节施工总平面管理 (154)第四章力能供应 (16)第一节供电 (16)第二节供水..... ....................................................................................................................................... ..16第三节施工供热.. (16)第四节施工用氧气、沈华气、氩气、压缩空气 (18)第五节通讯 (18)第五章主要施工方案及重大技术措施 (19)第一节土建 (19)第二节安装 (23)第三节大件运输和吊装 (29)第四节焊接和热处理 (35)第五节冬雨季施工方案 (39)第六章施工综合进度 (41)第一节里程碑控制点 (41)第二节综合进度计划 (41)第四节一、二期过渡项目 (42)第五节工期保证措施 (42)第七章资源配置计划 (43)第一节主要施工机具到位计划 (43)第二节图纸交付进度 (43)第三节主要材料、设备交付进度 (43)第四节劳动力配置计划 (43)第八章现场及外委加工计划 (44)第九章技术培训计划 (45)第十章主要技术经济指标 (46)第十一章新技术、新工艺、新材料的推广应用 (48)第十二章施工管理与组织 (50)第一节施工管理模式概述 (50)第二节组织机构 (52)第三节部门职责 (55)第四节工程规划 (58)第十三章质量保证措施 (60)第一节质量目标 (60)第二节质量保证措施 (62)第三节质量保证程序文件和制度 (83)第四节施工组织专业设计编制计划 (83)第五节设备堆放、防护措施 (83)第十四章施工安全和文明施工管理 (85)第一节施工安全管理 (85)第十五章附件 (95)第一章工程概况第一节工程概述胜利发电厂位于山东省东营市万泉村东南侧,北邻南二路,南依规划中的德中铁路,距广蒲河约两公里,东邻排水干渠,西为辛店农场。
目录摘要IAbstract II1.绪论11.1课题研究意义11.2国内外研究现状综述11.2.1国内现状综述11.2.2国外现状综述21.3论文的主要工作22 给水全程控制系统42.1给水调节对象的动态特性42.1.1给水扰动对水位的影响42.1.2负荷扰动对水位的影响42.1.3燃料量扰动对水位的影响52.2测量信号的自动校正62.2.1 水位信号的压力校正62.2.2 过热蒸汽流量信号压力、温度校正82.2.3给水流量测量信号的温度校正92.3给水泵安全运行特性要求103单元制给水全程自动控制系统123.1单元制机组给水系统介绍123.1.1汽水循环过程概述123.1.2主给水系统流程123.2锅炉给水全程控制的特点133.3汽包水位三冲量给水控制系统143.3.1三冲量控制系统结构原理143.3.2 三冲量控制系统的工程整定153.3.3汽包水位的串级控制系统183.4控制中的跟踪与切换183.4.1 三冲量与单冲量之间的无扰切换193.4.2阀门与泵的运行及切换193.4.3电动泵与汽动泵间的切换193.4.4执行机构的手、自动切换204 丰城电厂300MW机组给水控制系统分析214.1300MW机组给水系统简介214.2MAX1000给水控制画面分析224.2.1 MAX1000中CCS画面基本功能介绍224.2.2给水系统主要操作过程234.3给水控制系统的逻辑分析244.3.1给水控制系统逻辑简图244.3.2给水控制系统逻辑分析25结论27参考文献28致谢30300MW机组给水控制系统分析摘要汽包水位是汽包锅炉非常重要的运行参数,是衡量汽水系统是否平衡的重要标志。
维持汽包水位在允许范围内,是保证机组安全运行的必要条件。
本文首先介绍给水调节系统被控对象的动态特性、热工测量信号及其自动校正原理、调节机构特性等基本知识,随后分析了单元制机组给水控制系统中三冲量、单冲量控制的结构及工作原理,以及其之间的自动转换过程。
成都地铁2号线二期(西延线)2标给排水及消防监理细则一、总则1为保证成都地铁2号线二期工程﹙西延线﹚2标段建设项目施工监理能有依据地进行,保证本监理部所管辖的给排水及消防设备安装工程的施工质量达到设计要求,符合国家标准、规范要求,满足该工程的使用功能和预定的工期目标,以公正、科学的态度开展监理工作,结合本标段的实际情况特制订本细则。
2本细则适用于成都地铁2号线二期工程﹙西延线﹚2标段给排水及消防系统的施工监理,凡未做出规定的要求,均应按照国家现行的有关强制性标准、规范来执行.二、监理工作依据1、国家和省、市现行的有关工程建设监理方针、政策、法律、法规等.2、国家和省、市有关部委现行的有关工程技术标准、规范和规程,各项工程质量检验评定标准。
3、建设主管部门有关本工程项目建设的审批文件,建设单位委托监理合同。
4、建设单位与承包单位签订的施工合同中规定的有关条款。
5、政府批准的建设规划和设计图纸文件.6、建设主管部门制定或批准的有关工程建设文件.7、成都地铁2号线二期及西延线2标监理规划.8、成都轨道交通有限公司的有关文件、指令、工程管理办法、技术规定,经设计及业主批准的工程变更、申报文件等。
9、承包方施工组织设计报告及相关施工组织专项方案。
三、编制依据3。
1业主提供的资料1、招标设计文件;2、施工招投标文件;3、施工承包合同文件;4、设计图纸;3.2施工监理资料1、监理委托合同文件;2、监理规划;3.3本监理细则引用国家和相关部委颁发的主要标准、规范和规程如下:1、《建设工程监理规范》GB50319-20002、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—20013、《工程测量规范》GB50026-20074、《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-20015、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242—20026、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268—20087、《建设施工安全检查标准》TGJ59—998、《建设工程文件归档管理规范》GB∕T50328—20019、《房屋建设工程和市政基础设施工程质量监督检查暂行规定》四、工程概况本专业工程监理标段为成都地铁2号线二期及西延线2标段,包含迎宾路站、信息路站、互助路站三个车站。
第七节给水控制系统一、概述1.给水控制的任务与重要性锅炉给水控制的主要任务是使锅炉的给水量跟踪锅炉的蒸发量,保证锅炉进出的物质平衡和正常运行所需的工质。
对于汽包锅炉,给水控制的主要任务就是维持汽包水位在允许范围内。
所以,锅炉给水控制系统又称为锅炉水位控制系统。
对于汽包锅炉,汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数之一,也是保证汽轮机安全运行的条件之一。
汽包水位过高会降低蒸汽品质,危及汽机的安全;水位过低则影响锅炉水循环、危及锅炉的安全,使某些水冷壁管束得不到炉水冷却而烧坏,甚至引起锅炉爆炸事故。
汽包水位实现自动控制,不仅可提高锅炉汽轮机组的安全性,还可提高锅炉运行的经济性,特别是对于高参数,大容量火电机组,实现锅炉给水自动控制的必要性和重要性更为突出。
2.给水控制手段及特点(1) 电动定速泵+调节阀对于早期投产的中小机组,通常采用定速给水泵,通过控制给水调节阀开度改变给水流量来维持汽包水位为给定值。
这种给水控制方案,其节流损失较大。
(2) 电动调速泵+调节阀对于上世纪80年代以后投产的200MW机组,大多采用电动调速泵和调节阀相结合的形式来控制汽包水位。
这种控制方案虽燃减少了调节阀的节流损失,但消耗电能较多。
(3) 汽动泵+电动调速泵+调节阀近年来投产的300MW及以上的机组,除极个别进口机组(如珞璜电厂的机组)外,几乎全部采用汽动给水泵、电动调速给水泵及调节阀三者相结合的方式来控制汽包水位。
这种控制方案克服了前两种方案的缺点,是一种效率较高的给水控制手段。
3.给水控制系统的基本结构对于汽包锅炉,给水控制系统可采用以下三种基本结构。
(1) 单冲量控制系统单冲量给水控制系统的基本结构如图1-28(a)所示,该系统是一个只采用汽包水位信号和一个PI调节器的反馈控制系统。
这种给水控制系统结构简单,整定方便,但克服给水自发性扰动和蒸汽流量扰动的能力较差,汽包水位在动态过程中超调量较大、稳定性较低。
在大型机组的给水控制中,这种系统也有应用,主要应用在低负荷阶段。
这是因为在低负荷阶段由于锅炉疏水和排污等因素的影响,使给水流量和蒸汽流量存在着严重的不平衡,且流量太小,测量误差较大,不宜采用三冲量控制。
(2) 单级三冲量控制系统单级三冲量给水控制系统的基本结构如图1-28(b)所示,该系统采用一个PI调节器,并根据汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号的变化去控制给水量。
与单冲量系统相比,该系统引入了两个物质流量信号,即引入用于克服虚假水位的蒸汽流量信号(前馈信号)和用于抑制给水自1发性扰动的给水流量信号(局部反馈信号)。
当蒸汽流量(负荷)改变时,通过前馈控制作用,可及时改变给水流量,维持进出锅炉的物质平衡,这有利于克服虚假水位影响;当给水流量发生自发性扰动时,通过局部反馈控制作用,可抑制这种扰动对给水流量以及汽包水位的影响,这有利于减少汽包水位的波动。
因此,三冲量给水控制系统在克服扰动、维持汽包水位稳定、提高给水控制质量方面优于单冲量给水控制系统。
水位汽包执行机构(a) 蒸汽汽包给水水位执行机构(b)蒸汽汽包给水水位(c)图1-28 给水控制系统的基本结构(a) 单冲量控制;(b) 单级三冲量控制;(c) 串级三冲量控制原则上,在负荷达到一定值以上、疏水和排污阀逐渐关闭、汽和水趋于平衡、流量逐渐增大、测量误差逐渐减小时,可采用三冲量给水控制方式。
但单级三冲量控制系统要求蒸汽流量和给水流量值在稳态时必须相等,否则汽包水位将存在静态偏差,事实上由于检测、变送设备的误差等因素的影响,蒸汽流量和给水流量这两个信号的测量值在稳态时难以做到完全相等,且单级三冲量控制系统一个调节器参数的整定需兼顾较多的因素,所以,在现实中很少采用单级三冲量给水控制系统。
(3) 串级三冲量控制系统串级三冲量给水控制系统的基本结构如图1-28(c)所示,该系统由主、副两个PI调节器和三个冲量(汽包水位、蒸汽流量、给水流量)构成。
与单级三冲量系统相比,该系统多采用了一个PI调节器,两个调节器分工明确、串联工作,主调节器PI1为水位调节器,它根据水位偏差产生给水流量给定值,副调节器PI2为给水流量调节器,它根据给水流量偏差控制给水流量,蒸汽流量信号作为前馈信号用来维持负荷变动时的物质平衡,由此构成的是一个前馈——反馈双回路控制系统。
该系统结构较复杂,但各调节器的任务比较单纯,系统参数整定相对单级三冲量系统要容易些,而且该系统不要求稳态时给水流量与蒸汽流量测量信号严格相等,并可保证稳态2时汽包水位无静态偏差,其控制品质较高,是现场广泛采用的给水控制系统。
4.给水全程控制系统所谓给水全程控制,是指机组从启动到带满负荷的全过程中的任何工况均能实现自动控制的给水控制系统。
给水全程控制系统需解决的技术问题是:①测量信号的自动校正;②不同工况下应采用不同的给水控制方案,而且能自动切换,切换时无扰动。
(1) 测量信号的自动校正锅炉从启动到正常运行的过程中,蒸汽参数和负荷在很大范围内变化。
使汽包水位、蒸汽量、给水流量的测量准确性受到影响。
为了实现给水全程控制,应对这三个信号进行校正。
即对汽包水位进行压力校正。
对蒸汽流量进行温度、压力校正、对给水流量进行温度校正。
(2) 给水全程控制的基本控制方案1) 锅炉启动及低负荷阶段在锅炉启动及低负荷阶段,采用单冲量给水控制系统,采用电动变速泵,不能采用汽动泵,改变给水调节阀开度来控制给水流量。
2) 高负荷阶段在高负荷阶段,采用串级三冲量给水控制系统,可采用电动泵,也可以采用汽动泵,国产300MW机组一般均采用汽动泵,通过改变变速泵的转速来改变给水流量。
二、珞璜电厂的给水控制系统(一) 给水热力系统简介珞璜电厂二期工程2×360MW机组的给水热力系统简图如图1-29所示。
每台机组配有三台50%额定容量的电动给水泵,其中一台作为备用。
改变给水泵转速是通过控制给水泵液力偶合器的勺管位置予以实现的。
在高压加热器与省煤器之间有主给水和旁路汽水两条给水管道。
在旁路给水管道上安装旁路给水电动截止门和旁路给水调节阀(又称为启动给水调节阀),在主给水管道上安装有主给水电动截止门和主给水调节阀。
1#、2#、3#电动给水泵给水旁路调节阀电动截止门图1-29 给水热力系统简图(二) 给水控制系统的原理框图及基本控制原理珞璜电厂二期工程2×360MW机组的给水控制系统的原理框图如图1-30所示。
该给水控制系统为全程控制系统。
其控制方案为:启动时采用单冲量给水控制系统,具有一定负荷后采用34 三冲量给水控制系统,并自动实现单冲量与三冲量控制之间的切换。
该系统是通过控制给水调节阀的开度改变给水流量维持汽包水位,通过控制给水泵转速来维持给水泵出口压力。
1.汽包水位控制系统汽包水位设定值通过汽包水位设定站手动或自动设定,汽包水位自动设定值随主汽流量变化,主汽流量经)(1x f 转换为汽包水位自动设定值。
(1) 启动阶段机组在启动过程中,一台给水泵运行,给水旁路调节阀有开度,旁路电动截止门全开,主给水电动截止门及主给调节阀关闭。
启动时采用单冲量控制,校正后的汽包水位(为被调量)其输出经单冲量/三冲量切换开关送入旁路阀控制站,经限幅后去控制旁路调节阀的开度、改变给水流量,从而达到维护汽包水位的目的。
旁路调节阀开度指令的上限限制来源于起汽蚀保护作用的PI 5调节器的输出。
(2) 当主汽流量>221t/h 时当主汽流量>221t/h 时,由单冲量控制自动切换到三冲量控制,给水旁路调节阀控制站接受来自于串级控制系统PI 2、PI 3调节器的输出。
PI 2为主调节器,校正后的汽包水位为主被调量,由汽包水位设定站输出的设定值为主设定值。
主调节器PI 2的输出及起前馈作用的主汽流量和总给水量一起作用到副调节PI 3上,PI 3的输出经单冲量/三冲量切换开关作用到给水旁路调节阀控制站,同样,经来自PI 5调节器输出加以限幅后也是去控制给水旁路调节阀的开度,改变给水量实现控制汽包水位的目的。
(3) 当主汽流量>281t/h 时当主汽流量>281t/h 时,主给水电动截止门FSR UV019将自动打开为由旁路调节阀切换至主给水调节阀做好准备。
当主汽流量>281t/h 时,并且主给水电动截止门FSR UV019已全开,给水母管压力与汽包压力之差<2.6PMa ,当这些条件满足后,该系统的执行机构将自动地从旁路调节阀切换到主给水调节阀。
切换的过程是给水旁路调节阀逐渐关闭,主给水调节阀逐渐开启。
该切换过程是通过定值切换开关分别对旁路和主回路的副调节器PI 3、PI 4的设定值增加或减小一个增量实现的,使PI 3、PI 4两个调节器的设定值不同,使旁路回路调节器PI 3的输出为关的趋势,使主给水回路调节器PI 4的输出为开启的趋势,直到使给水旁路调节阀完全关闭。
汽包水位由PI 2、PI 4组成的串级三冲量给水控制系统来控制,PI 2为主调节器,主被调量、主给定、副被调量及前馈信号均与旁路回路的串级调节系统相同,PI 4为副调节器,PI 4的输出经主给水调节阀控制站,并经限幅后去控制主给水调节阀的开度,改变给水量实现控制汽包水位的目的。
主给水调节阀开度指令的限幅来源于起汽蚀保护作用的PI 6调节器的输出。
2.给水泵转速控制系统给水泵转速控制系统是通过控制液力耦合器的勺管位置来控制给水泵转速,通过改变给水泵的转速控制给水泵出口管压力与汽包压力之差,使其维持在设定值。
汽包水位设定值是主汽流量的函数,主汽流量经函数f 4(x )转换后与来自过热器喷水阀超压控制输出的和再经大值选择后的信号就是该系统的设定值。
该系统的被调量和给定值的差经PI 4调节器进行控制运算后的输出加上与汽包压力成函数关系的前馈信号之和就是给水泵转速指令。
给水泵转速指令同时并行送至控制给水泵转速的3个给水泵转速控制站,控制站设置了偏置。
在机组启动、采用单冲量给水控制系统时,只运行一台给水泵,并将给水泵转速固定在预先规定值40%,带负荷期间,切换至三冲量控制时,二台给水泵同时运行,并由固定转速切换至接受给水泵转速指令,控制给水泵的转速,维持给水泵出口母管压力与汽包压力之差等于给定值。
将汽包压力经f3(x)函数转换后的信号作为前馈信号,引入该系统,可迅速随汽包压力的变化自动控制给水泵转速的高低,节省给水泵能耗。
3.给水泵汽蚀保护回路为了保证给水泵在其安全区域内工作,在给水控制系统中增加了一个给水泵汽蚀保护回路,选择运行的给水泵中的流量最大值经函数发生器f2(x)转换为流量对应的压力值为设定值,给水泵出口母管压力为被调量,这两个信号分别同时经调节器PI5、PI6进行控制运算,PI5、PI6的输出分别限制给水旁路调节阀与主给水调节阀的开度。